CN107828932B - 一种在csp产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法：对铁水进行脱硫；扒渣；转炉冶炼；出钢；脱氧及合金化；进氩站吹氩；在LF炉进行精炼；常规采用保护浇铸成坯。本发明解决了目前在冶炼低碳低硅铝镇静钢在短流程工艺生产中因表面质量缺陷而致改判率高、成分合格率低以及浇钢断浇频繁等问题，使表面夹杂质缺陷改判率低至0.4%以内，成分合格率提高到98.5%以上，浇钢断浇率低至0.4%以内。

Description

一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法
技术领域
本发明涉及镇静钢生产领域，具体属于用CSP短流程生产低碳低硅铝镇静钢的冶炼方法。
背景技术
低碳低硅铝镇静钢，如：RST330、DC01和Q235J0等被广泛应用于电气、建筑、机械等行业。对于该钢种，市场要求其应具有良好的延展性和抗冲压性能，这就对连铸坯来讲表面质量要求严格；另外，还要求该钢种成分设计既能进行用铝深脱氧，又要保障硅控制在Si]≤0.04%，这又给炼钢过程控制提出了一个难题。
中国专利公开号为CN104056871的文献，公开了“一种控制夹杂物的生产工艺”。其通过控制过程脱氧及夹杂物变性处理，运用低碱度渣系使钢中高熔点夹杂物转变为低熔点硅酸盐夹杂物，但此文献存在对铝脱氧产生夹杂物的吸附能力较差、且易造成钢中硅酸盐类夹杂物超标的不足。
中国专利文献名称为“一种低碳低硅铝镇静钢中氧的控制方法”的文献，公开了《一种铝镇静钢冶炼过程氧的控制工艺》，经分析，该文献在生产低硅铝镇静钢中，存在成本高、易产生大尺寸夹杂物和生产中断浇事故发生频繁等问题。
现有CSP产线低碳低硅铝镇静钢生产技术中，其表面夹杂质缺陷改判率高于1.2%、成分合格率低于95%、浇钢断浇率高于0.8%。究其原因主要是对炼钢过程脱氧、精炼造渣、夹杂物的去除及改性控制不当造成。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提出了一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的控制方法。通过对炼钢脱氧、渣以及LF炉精炼过程中Als、S的控制，解决了现有CSP产线低碳低硅铝镇静钢的表面夹杂缺陷改判率高、成分合格率低及浇钢断浇频繁等问题，使得改判率低至0.4%以内，成分合格率提高到98.5%以上，浇钢断浇率低至0.4%以内。
实现上述目的的措施：
一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法，其步骤：
1）对铁水进行脱硫：期间，采用钝化镁及流化石灰进行喷吹，纯化镁与流化石灰的重量比例为1：5~7，喷吹镁粉速度不低于7.0kg/min，喷吹时间在10~15min；控制经脱硫后铁水中S≤0.03wt%；
2）进行扒渣，在扒渣中按照0.2~0.4kg/吨钢加投粘渣剂，并用吹渣枪吹氮气赶渣，控制铁水裸露面积不低于85%；
3）进行转炉冶炼：出钢温度控制在不低于1660℃；采用挡渣出钢，渣厚控制在不超过30mm，钢水中氧含量控制在500~600ppm；
4）出钢：在出钢到1~2min时，按照2.5~4kg/吨钢加入石灰；
5） 进行脱氧及合金化：按照1.6~2.0kg/吨钢加入铝，按成分设定要求加入锰铁；
6）进氩站吹氩：吹氩量控制在200~800m3/min,吹氩时间不超过8min；
7）在LF炉进行精炼：
a、按照时间阶段控制钢水中的Als及S含量：
当精练到5min时，控制钢水中的Als含量在450~700 ppm，S含量不超过0.020wt%；
当精练到10min时，钢水中的Als含量不超过200 ppm，S含量不超过0.012wt%；
当精练到20min时，钢水中的Als含量在250~350 ppm，S含量不超过0.006wt%；
b、调整氩气流量至10~50m3/min，吹氩时间在8~12min；
C、进行钙处理：钙线喂入量按照0.61~0.91kg/吨钢进行，并控制喂入速度在3~3.5m/min；钙线的钙芯中含钙量不低于96wt%；喂钙线结束后，再继续软吹氩3~5min；
精炼结束时，控制Si增量≤0.02wt%， S≤0.006wt%，钙含量在15~35 ppm；
控制白渣的性能在：碱度R在3.5~6，渣中FeO+MnO在0.5~1.2 wt%；
在精炼期间，底吹氩气流量的控制为：加热阶段在200~400m3/min，合金化阶段在400~600 m3/min，造渣阶段在600~800m3/min；
8）常规采用保护浇铸成坯。
其在于：在转炉的冶炼中，终渣碱度R不低于2.5，FeO≤16wt%。
进一步地：在LF炉精炼阶段第一炉进行开浇时，喂入的钙线量按照钙元素限定的上限进行控制。
进一步地：在浇铸过程中，浇钢中包吨位按照不低于满包的2/3进行操作。
进一步地：精炼结束时，白渣的碱度R在4~5.5，渣中FeO+MnO在0.7~1.0 wt%。
本发明中几个主要工艺的机理及作用
本发明之所以在LF炉进行精炼中，按照时间阶段控制钢水中的Als及S含量，即：
当精练到5min时，控制钢水中的Als含量在450~700 ppm，S含量不超过0.020wt%；
当精练到10min时，钢水中的Als含量不超过200 ppm，S含量不超过0.012wt%；
当精练到20min时，钢水中的Als含量在250~350 ppm，S含量不超过0.006wt%；
主要是因为：
前5min内调铝至较高值，即Als含量在450~700 ppm，有利于对钢水、钢渣快速深脱氧，促进钢中脱氧夹杂物聚合长大易于去除，若低于450ppm则不利于脱氧产物的快速聚集、碰撞长大造成脱氧不彻底；高于700ppm则容易造成后期Als超标和SiO2大量被还原，增硅量不受控等问题；另外，该阶段要求S含量不超过0.020wt%，此时对应精炼初期还原性渣形成其具有一定的吸附脱氧夹杂物能力，若超过要求值则钢渣还原性较差不利于吸附夹杂物；
当精练至10min时，选择控制Als含量在200 ppm以内，有利于对钢中增硅量的有效控制，防止钢中酸溶铝对熔渣中氧化硅的深度还原；另外，该阶段要求S含量不超过0.012wt%，此时对应精炼高碱度、流动性好的还原性渣基本形成，其有较强的吸附脱氧夹杂物能力。若超过要求值则说明钢渣脱氧脱硫任务完成不彻底，后期成分硫受控难度大；
当精练至20min时，选择控制Als含量在250~350ppm， S含量不超过0.006wt%。主要是基于钢渣还原性能保障和产品成分酸溶铝控制要求选定，若控制过高则成分、质量不易受控。
之所以在精炼阶段控制Si增量≤0.02wt%，是由于本专利过程主要参数，如Als、S的优化控制，能较好的控制钢渣脱氧深度，从而避免该品种钢成分硅不受控；精炼后期进行钙处理，并控制在精炼结束时，钙含量在15~35 ppm，是由于该区间钙含量与酸溶铝含量相配比，有利于低熔点夹杂物形成。
本发明与现有技术相比，解决了目前在冶炼低碳低硅铝镇静钢在短流程工艺生产中因表面质量缺陷而致改判率高、成分合格率低以及浇钢断浇频繁等问题，使表面夹杂质缺陷改判率低至0.4%以内，成分合格率提高到98.5%以上，浇钢断浇率低至0.4%以内。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法，其步骤：
1）对铁水进行脱硫：期间，采用钝化镁及流化石灰进行喷吹，纯化镁与流化石灰的重量比例为1：5.2，喷吹镁粉速度为7.3kg/min，喷吹时间为11min；经脱硫后铁水中S为0.028wt%；
2）进行扒渣，在扒渣中按照0.25kg/吨钢加投粘渣剂，并用吹渣枪吹氮气赶渣，控制铁水裸露面积为86%；
3）进行转炉冶炼：出钢温度控制为1675℃；采用挡渣出钢，渣厚为25mm，钢水中氧含量为535ppm；
4）出钢：在出钢到1.5min时，按照2.8kg/吨钢加入石灰；
5） 进行脱氧及合金化：按照2.0kg/吨钢加入铝，按成分设定加入锰铁；
6）进氩站吹氩：吹氩量在为400m3/min,吹氩时间为8min；
7）在LF炉进行精炼：
a、按照时间阶段控制钢水中的Als及S含量：
当精练到5min时，控制钢水中的Als含量在475 ppm，S含量为0.018wt%；
当精练到10min时，钢水中的Als含量在198 ppm，S含量为0.011wt%；
当精练到20min时，钢水中的Als含量在275 ppm，S含量为0.06wt%；
b、调整氩气流量至30m3/min，软吹氩时间在8min；
C、进行钙处理：钙线喂入量为0.71kg/吨钢进行，并控制喂入速度在3.5m/min；钙线的钙芯中含钙量在97.5wt%；喂钙线结束后，再继续软吹氩3.5min；
精炼结束时，Si增量为0.009wt%， S含量为0.006wt%，钙含量为16 ppm；
经检测白渣的成分：碱度R在6.0，渣中FeO+MnO在1.1wt%；
在精炼期间，底吹氩气流量：加热阶段在235m3/min，合金化阶段在550 m3/min，造渣阶段在680m3/min；
8）采用保护浇铸成坯。
经统计，夹杂改判率为0.29%，成分合格率提高到100 %，未发生漏钢现象。
实施例2
一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法，其步骤：
1）对铁水进行脱硫：期间，采用钝化镁及流化石灰进行喷吹，纯化镁与流化石灰的重量比例为1：6，喷吹镁粉速度为7.1kg/min，喷吹时间为13min；经脱硫后铁水中S为0.026wt%；
2）进行扒渣，在扒渣中按照0.3kg/吨钢加投粘渣剂，并用吹渣枪吹氮气赶渣，控制铁水裸露面积为88%；
3）进行转炉冶炼：出钢温度控制为1663℃；采用挡渣出钢，渣厚为30mm，钢水中氧含量为550ppm；
4）出钢：在出钢到1.5min时，按照3kg/吨钢加入石灰；
5） 进行脱氧及合金化：按照2.0kg/吨钢加入铝，按成分设定加入锰铁；
6）进氩站吹氩：吹氩量在为450m3/min,吹氩时间为7min；
7）在LF炉进行精炼：
a、按照时间阶段控制钢水中的Als及S含量：
当精练到5min时，控制钢水中的Als含量在550 ppm，S含量为0.016wt%；
当精练到10min时，钢水中的Als含量在155 ppm，S含量为0.010wt%；
当精练到20min时，钢水中的Als含量在300 ppm，S含量为0.055wt%；
b、调整氩气流量至30m3/min，软吹氩时间在9min；
C、进行钙处理：钙线喂入量为0.8kg/吨钢进行，并控制喂入速度在3m/min；钙线的钙芯中含钙量在97.5wt%；喂钙线结束后，再继续软吹氩4min；
精炼结束时，Si增量为0.01wt%， S含量为0.005wt%，钙含量为16 ppm；
经检测白渣的成分：碱度R在5.4，渣中FeO+MnO在0.8 wt%；
在精炼期间，底吹氩气流量：加热阶段在250m3/min，合金化阶段在600 m3/min，造渣阶段在750m3/min；
8）采用保护浇铸成坯。
经统计，夹杂改判率为0%，成分合格率提高到100 %，未发生漏钢现象。
实施例3
一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法，其步骤：
1）对铁水进行脱硫：期间，采用钝化镁及流化石灰进行喷吹，纯化镁与流化石灰的重量比例为1：6，喷吹镁粉速度为7.2kg/min，喷吹时间为12min；经脱硫后铁水中S为0.025wt%；
2）进行扒渣，在扒渣中按照0.25kg/吨钢加投粘渣剂，并用吹渣枪吹氮气赶渣，控制铁水裸露面积为86%；
3）进行转炉冶炼：出钢温度控制为1671℃；采用挡渣出钢，渣厚为25mm，钢水中氧含量为580ppm；
4）出钢：在出钢到1min时，按照4kg/吨钢加入石灰；
5） 进行脱氧及合金化：按照2.0kg/吨钢加入铝，按成分设定加入锰铁；
6）进氩站吹氩：吹氩量在为600m3/min,吹氩时间为6min；
7）在LF炉进行精炼：
a、按照时间阶段控制钢水中的Als及S含量：
当精练到5min时，控制钢水中的Als含量在600ppm，S含量为0.015wt%；
当精练到10min时，钢水中的Als含量在200 ppm，S含量为0.009wt%；
当精练到20min时，钢水中的Als含量在281 ppm，S含量为0.004wt%；
b、调整氩气流量至20m3/min，软吹氩时间在8min；
C、进行钙处理：钙线喂入量为0.75kg/吨钢进行，并控制喂入速度在3.5m/min；钙线的钙芯中含钙量在97.5wt%；喂钙线结束后，再继续软吹氩5min；
精炼结束时，Si增量为0.018wt%， S含量为0.004wt%，钙含量为22 ppm；
经检测白渣的成分：碱度R在4.3，渣中FeO+MnO在0.61wt%；
在精炼期间，底吹氩气流量：加热阶段在300m3/min，合金化阶段在450 m3/min，造渣阶段在750m3/min；
8）采用保护浇铸成坯。
经统计，夹杂改判率为0%，成分合格率提高到100 %，未发生漏钢现象。
实施例4
一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法，其步骤：
1）对铁水进行脱硫：期间，采用钝化镁及流化石灰进行喷吹，纯化镁与流化石灰的重量比例为1：5.5，喷吹镁粉速度为7.4kg/min，喷吹时间为13min；经脱硫后铁水中S为0.020wt%；
2）进行扒渣，在扒渣中按照0.3kg/吨钢加投粘渣剂，并用吹渣枪吹氮气赶渣，控制铁水裸露面积为90%；
3）进行转炉冶炼：出钢温度控制为1681℃；采用挡渣出钢，渣厚为20mm，钢水中氧含量为598ppm；
4）出钢：在出钢到1min时，按照4kg/吨钢加入石灰；
5） 进行脱氧及合金化：按照2.0kg/吨钢加入铝，按成分设定加入锰铁；
6）进氩站吹氩：吹氩量在为550m3/min,吹氩时间为7min；
7）在LF炉进行精炼：
a、按照时间阶段控制钢水中的Als及S含量：
当精练到5min时，控制钢水中的Als含量在530ppm，S含量为0.017wt%；
当精练到10min时，钢水中的Als含量在180 ppm，S含量为0.011wt%；
当精练到20min时，钢水中的Als含量在312 ppm，S含量为0.0045wt%；
b、调整氩气流量至20m3/min，软吹氩时间在10min；
C、进行钙处理：钙线喂入量为0.78kg/吨钢进行，并控制喂入速度在3.5m/min；钙线的钙芯中含钙量在97.5wt%；喂钙线结束后，再继续软吹氩4min；
精炼结束时，Si增量为0.015wt%， S含量为0.0045wt%，钙含量为21 ppm；
经检测白渣的成分：碱度R在4.9，渣中FeO+MnO在0.8wt%；
在精炼期间，底吹氩气流量：加热阶段在290m3/min，合金化阶段在480 m3/min，造渣阶段在700m3/min；
8）采用保护浇铸成坯。
经统计，夹杂改判率为0%，成分合格率提高到100 %，未发生漏钢现象。
实施例5
一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法，其步骤：
1）对铁水进行脱硫：期间，采用钝化镁及流化石灰进行喷吹，纯化镁与流化石灰的重量比例为1：6.5，喷吹镁粉速度为7.2kg/min，喷吹时间为15min；经脱硫后铁水中S为0.023wt%；
2）进行扒渣，在扒渣中按照0.4kg/吨钢加投粘渣剂，并用吹渣枪吹氮气赶渣，控制铁水裸露面积为90%；
3）进行转炉冶炼：出钢温度控制为1666℃；采用挡渣出钢，渣厚为25mm，钢水中氧含量为575ppm；
4）出钢：在出钢到1.5min时，按照3.5kg/吨钢加入石灰；
5） 进行脱氧及合金化：按照1.8kg/吨钢加入铝，按成分设定加入锰铁；
6）进氩站吹氩：吹氩量在为600m3/min,吹氩时间为6min；
7）在LF炉进行精炼：
a、按照时间阶段控制钢水中的Als及S含量：
当精练到5min时，控制钢水中的Als含量在630ppm，S含量为0.016wt%；
当精练到10min时，钢水中的Als含量在108 ppm，S含量为0.012wt%；
当精练到20min时，钢水中的Als含量在258ppm，S含量为0.005wt%；
b、调整氩气流量至15m3/min，软吹氩时间在9min；
C、进行钙处理：钙线喂入量为0.65kg/吨钢进行，并控制喂入速度在3.5m/min；钙线的钙芯中含钙量在97.5wt%；喂钙线结束后，再继续软吹氩3.5min；
精炼结束时，Si增量为0.011wt%， S含量为0.005wt%，钙含量为17ppm；
经检测白渣的成分：碱度R在5.8，渣中FeO+MnO在0.82wt%；
在精炼期间，底吹氩气流量：加热阶段在350m3/min，合金化阶段在550 m3/min，造渣阶段在760m3/min；
8）采用保护浇铸成坯。
经统计，夹杂改判率为0%，成分合格率提高到100 %，未发生漏钢现象。
实施例6
一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法，其步骤：
1）对铁水进行脱硫：期间，采用钝化镁及流化石灰进行喷吹，纯化镁与流化石灰的重量比例为1：6.3，喷吹镁粉速度为7.1kg/min，喷吹时间为14min；经脱硫后铁水中S为0.027wt%；
2）进行扒渣，在扒渣中按照0.3kg/吨钢加投粘渣剂，并用吹渣枪吹氮气赶渣，控制铁水裸露面积为90%；
3）进行转炉冶炼：出钢温度控制为1668℃；采用挡渣出钢，渣厚为28mm，钢水中氧含量为530ppm；
4）出钢：在出钢到2min时，按照3.5kg/吨钢加入石灰；
5） 进行脱氧及合金化：按照1.7kg/吨钢加入铝，按成分设定加入锰铁；
6）进氩站吹氩：吹氩量在为700m3/min,吹氩时间为7min；
7）在LF炉进行精炼：
a、按照时间阶段控制钢水中的Als及S含量：
当精练到5min时，控制钢水中的Als含量在590ppm，S含量为0.017wt%；
当精练到10min时，钢水中的Als含量在168 ppm，S含量为0.009wt%；
当精练到20min时，钢水中的Als含量在310ppm，S含量为0.0038wt%；
b、调整氩气流量至25m3/min，软吹氩时间在8min；
C、进行钙处理：钙线喂入量为0.68kg/吨钢进行，并控制喂入速度在3.5m/min；钙线的钙芯中含钙量在97.5wt%；喂钙线结束后，再继续软吹氩4.5min；
精炼结束时，Si增量为0.017wt%， S含量为0.004wt%，钙含量为22ppm；
经检测白渣的成分：碱度R在5.3，渣中FeO+MnO在0.78wt%；
在精炼期间，底吹氩气流量：加热阶段在400m3/min，合金化阶段在600 m3/min，造渣阶段在780m3/min；
8）采用保护浇铸成坯。
经统计，夹杂改判率为0%，成分合格率提高到100 %，未发生漏钢现象。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (3)

1.一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法，其步骤：
1）对铁水进行脱硫：期间，采用钝化镁及流化石灰进行喷吹，纯化镁与流化石灰的重量比例为1：5~7，喷吹镁粉速度不低于7.0kg/min，喷吹时间在10~15min；控制经脱硫后铁水中S≤0.03wt%；
2）进行扒渣，在扒渣中按照0.2~0.4kg/吨钢加投粘渣剂，并用吹渣枪吹氮气赶渣，控制铁水裸露面积不低于85%；
3）进行转炉冶炼：出钢温度控制在不低于1660℃；采用挡渣出钢，渣厚控制在不超过30mm，钢水中氧含量控制在530~600ppm；
4）出钢：在出钢到1~2min时，按照2.5~4kg/吨钢加入石灰；
5） 进行脱氧及合金化：按照1.6~2.0kg/吨钢加入铝，按成分设定要求加入锰铁；
6）进氩站吹氩：吹氩量控制在200~800m3/min,吹氩时间不超过8min；
7）在LF炉进行精炼：
a、按照时间阶段控制钢水中的Als及S含量：
当精练到5min时，控制钢水中的Als含量在450~700 ppm、S含量不超过0.020wt%；
当精练到10min时，钢水中的Als含量不超过200 ppm、S含量不超过0.012wt%；
当精练到20min时，钢水中的Als含量在250~350 ppm、S含量自0.0038~0.006wt%；
b、调整氩气流量至10~50m3/min，吹氩时间在8~12min；
C、进行钙处理：钙线喂入量按照0.61~0.91kg/吨钢进行，并控制喂入速度在3~3.5m/min；钙线的钙芯中含钙量不低于96wt%；喂钙线结束后，再继续软吹氩3~5min；
精炼结束时，控制Si增量≤0.02wt%， S≤0.006wt%，钙含量在16~35 ppm；
控制白渣的性能在：碱度R在3.5~6，渣中FeO+MnO在1.1~1.2 wt%；
在精炼期间，底吹氩气流量的控制为：加热阶段在200~400m3/min，合金化阶段在400~600 m3/min，造渣阶段在600~800m3/min；
8）采用保护浇铸成坯。
2.如权利要求1所述的一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法，其特征在于：在LF炉精炼阶段第一炉进行开浇时，喂入的钙线量按照钙元素限定的上限进行控制。
3.如权利要求1所述的一种在CSP产线冶炼低碳低硅铝镇静钢的方法，其特征在于：在浇铸过程中，浇钢中包吨位按照不低于满包的2/3进行操作。
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